动水力的计算

在土中沿水流的渗流方向 即取一个土柱体* + 见图& ’(&(’ 土柱体的长度为&横截面积为# 已知*+两点距基准面的高度分别为1& 和1 ) 两点的测压管水柱高分别为2 & 和2 ) 则两点的水头分别为,&" 2 &3 1 & 和,)" 2 )3 1 )图& ’(&(’ 动水力的计算将土柱体* +内的水作为脱离休 考虑作用在水上的力系 因为水流的流速变化很小 其惯性力可以略去不计 这样 可以求得这些力在* +轴线方向的分力分别为2 2 & # 作用在土柱体的截面*处的水压力 其方向与水流方向一致2 2 ) # 作用在土柱体的截面+处的水压力 其方向与水流方向相反2 ’ & # . 3 0 土柱体内水的重力在* +方向的分力 其方向与水流方向一致2 &( ’& # . 3 0 土柱体内土颗粒作用于水的力在* +方向的分力 土颗粒作用于水的力 也是水对于土颗粒作用的浮力的反作用力 其方向与水流方向一致& # 4 水渗流时 土柱中的土颗粒对水的阻力 其方向与水流方向相
反 以上式中’ 土的孔隙率其它符号意义见图& ’(&(’根据作用在土柱体* +内水上的各力的平衡条件可得
2 2 & #/ 2 2 ) #3 2 ’ & # . 3 0 3 2 &/’& # . 3 0 /& # 4 "!
或 2 2 &( 2 2 )5 2 & . 3 0/ & 46!
以. 3 06 1 &/ 1 )
& 代入上式 可得
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故得动水力的计算公式为
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从上式可知 动水力的方向一致 其数值与水头梯度$成正比